Kalp hücreleri gen enjeksiyonuyla ‘Biyolojik Pacemaker’a dönüştürüldü!

On yıllık gen enjeksiyonu çalışmasında devrim niteliğinde gelişme sağlandı!
Cedars-Sinai Kalp Enstitüsü araştırmacıları, düzensiz ve sorunlu kalp atışlarını düzelten biyolojik bir tedaviye yönelik on yıldır yürütülen araştırmada önemli bir gelişme sağladı. Araştırmacılar, tek bir gen (Tbx18)-a enjekte edilerek yüksek oranda özelleşmiş pacemaker hücrelerin tamamen aynısı normal kalp hücrelerini programlamayı başardılar. Nature Biotechnology yayımlanan çalışmanın verileri kendi alanında devrim yaratabilecek öneme sahip.

Çalışmanın sonuçlarını değerlendiren Cedars-Sinai Kalp Enstitüsü uzmanlarından Prof. Dr. Hee Cheol Cho, şu bilgileri veriyor: “Biz ve başkaları daha önce primitif biyolojik pacemakerler oluşturmuş olmamıza rağmen, bu çalışma, tek bir genin, kalp kası hücrelerinin gerçek pacemaker hücrelerine dönüşümünü ve yönlendirebileceğini gösteren ilk çalışmadır. Yeni hücreler, spontan olarak elektriksel vurular oluşturdu ve doğal pacemaker hücrelerinden ayırt edilemez özellikteydi.”

Pacemaker hücreler, ritmik kas kontraksiyonları yaratmak için düzenli bir yol izleyerek diğer kalp hücrelerine yayılan elektriksel aktivite oluşturmaktadır. Bu hücreler olmazsa, kalp, en iyi ihtimalle düzensiz pompalama yapar. Cerrahi operasyon geçirmek için yeterince sağlıklı hastalar, çoğunlukla tek seçeneği elektronik pacemaker ile yaşamaktır.

Kalp atışı, pacemaker hücrelerin kümelendiği, kalbin sağ üst odasındaki sinoatrial nodülden (SAN) orjin almaktadır. Kalpteki 10 milyar hücrenin 10,000’inden daha azı pacemaker hücrelerdir ve sıklıkla SAN hücreler olarak anılmaktadır. Tbx18 geni ile yeniden programlandıktan sonra, yeni oluşturulan pacemaker hücreler – ‘indüklenen SAN hücreler’ veya ‘iSAN hücreler”- doğal pacemakerlerin tüm kilit özelliklerine sahipti ve SAN-benzeri özelliklerini, Tbx18 geninin etkileri geçtikten sonra dahi sürdürebildiler. Ancak, embryonik pacemaker hücre gelişiminde kilit bir rol oynayan tek bir geni (Tbx18) taşıması için tasarlanan bir virüs kullanan Cedars-Sinai araştırmacıları, kalp kası hücrelerini (kardiomyositler) özelleşmiş pacemaker hücrelere yeniden programladılar. Yeni hücreler, hem laboratuvar hücrelerinin yeniden programlamasında hem de gerçek organizma çalışmalarında doğal pacemaker hücrelerinin ayırt edici özelliklerini ve işlevini tam olarak gösterebildiler.

Yeni pacemaker hücreler oluşturmaya yönelik önceki çabalar, kendi başlarına atan kalp kası hücreleri ile sonuçlanabilmişti. Yine de, değiştirilen hücreler, normal kas hücrelerine pacemaker hücrelerden daha yakındı. Diğer yaklaşımlarda, pacemaker hücreler elde etmek için embryonik kök hücreler kullanılmıştı. Ancak, kanseröz hücreleri kontamine etme riski, embryonik kök hücreye dayalı yaklaşımdaki terapötik potansiyeli gerçekleştirme yolunda inatçı bir engeldir. Yeni çalışma, şaşırtıcı basitliği ile, kanser riski taşımayan doğal pacemaker hücrelere yakından benzeyen pacemaker hücreler oluşturmaktadır. Prof. Dr. Cho, biyolojik pacemaker teknolojisi üzerine yaptığı çalışması için, yakın zamanda, Amerikan Kalp Vakfının genç araştırmacı ödülü Louis N. ve Arnold M. Katz Temel Araştırma Ödülünü kazandı.

Donör kalp, kök hücrelerle donatılarak organ reddi reddi engellenecek

Çalışma ile ilgili bir değerlendirme yapan Kardiyak kök hücre araştırmalarının öncüsü kabul edilen Cedars-Sinai Kalp Enstitüsü direktörü Prof. Dr. Eduardo Marbán, “Bu, elektronik pacing cihazlarına alternatif olarak biyolojik bir pacemaker oluşturmak için laboratuvarımızda yaptığımız 10 yıllık çalışmamızın doruk noktasıdır,” dedi.

Kalp krizi hastalarına yönelik Prof. Dr. Marbán’ın kök hücre terapisine ilişkin klinik bir çalışma, deneysel tedavinin hasarlı kalplerin yeniden sağlıklı kas üretmesine yardımcı olduğunu göstermişti. Araştırmacılar, çalışmanın sonraki aşamasında, pacemaker hücre çalışmalarının bulgularını doğrular ve desteklerse, tedavinin, hastaların kalbine Tbx18 enjekte edilerek veya laboratuvarda pacemaker hücreler yapılıp, kalbe nakledilerek uygulanabileceğine inandıklarını belirtiyorlar.

Makalenin tam metnine aşağıdaki linkten ulaşılabilmektedir:
http://www.nature.com/nbt/journal/v31/n1/full/nbt.2465.html#supplementary-information

Abstract
The heartbeat originates within the sinoatrial node (SAN), a small structure containing <10,000 genuine pacemaker cells. If the SAN fails, the ~5 billion working cardiomyocytes downstream of it become quiescent, leading to circulatory collapse in the absence of electronic pacemaker therapy. Here we demonstrate conversion of rodent cardiomyocytes to SAN cells in vitro and in vivo by expression of Tbx18, a gene critical for early SAN specification. Within days of in vivo Tbx18 transduction, 9.2% of transduced, ventricular cardiomyocytes develop spontaneous electrical firing physiologically indistinguishable from that of SAN cells, along with morphological and epigenetic features characteristic of SAN cells. In vivo, focal Tbx18 gene transfer in the guinea-pig ventricle yields ectopic pacemaker activity, correcting a bradycardic disease phenotype. Myocytes transduced in vivo acquire the cardinal tapering morphology and physiological automaticity of native SAN pacemaker cells. The creation of induced SAN pacemaker (iSAN) cells opens new prospects for bioengineered pacemakers.

YORUMUNUZ VAR MI?

Label

İsim*

Email*

Δ

Label

İsim*

Email*

Δ

0 Yorum

Inline Feedbacks

Tüm yorumları gör